电力专用不间断电源(ups)原理及应用(讲稿)

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1、电力专用不间断电源（UPS）的原理及应用UPS是英语UninterruptiablePowerSupply的缩写，译为不间断电源。由20世纪60年代的旋转发电机发展到目前的具有一定智能化程度的静止式全电子电路，它也是随着电子技术特别是功率器件和自动控制技术的飞速发展而日趋成熟的。能经常接触的就是在计算机的应用当用，保护意外断电数据丢失的一种备用电源设备，可以在交流电断开的情况下，提供一定的时间供电以使安全关机．在国内，比较出名的品牌有以下的:山特 powerware山顿　APC台达科技四通ATA等品牌UPS介绍:其基本功能是：市电中断供电时，能不间断供电；始终向负载提供高质量的交

2、流电源，达到稳压.稳频.抑制浪涌.尖峰.电噪音.补偿电压下陷.长期低压等因素干扰。动态式UPS由引擎与发电机组构成，它是靠交流市电驱动交流电动机旋转，从而带动同轴的交流发电机和惯性飞轮同速旋转运行，由发电机向负载供电。市电波动时由于惯性飞轮对短时间的电压突变后干扰无反应，保证了输出电压的稳定；市电断电靠飞轮的惯性将额定电压供电再延长5秒钟，由于保存数据信息。后来发展到内燃机式UPS系统，但这类UPS体积大噪音大.效率低，在目前应用不多。就目前用得最多的，最常用的UPS还是静态式UPS，现在一般讲的UPS也是指静态式UPS，但在概念上还是应分清楚。动态式UPS因应用较少，所以在人们

3、通常所指的UPS大都指静态式UPS。静态式UPS根据供电方式可分为在线式（ON-LINE），后备式（或称离线式，OFF-LINE/BACK-UP）及线上交互式（LINE-INTERACTIVE）三类。真在线式UPS电源的定义是：当输入，负载和UPS本身都正常工作时，UPS电源将输入的交流市电先通过整流器变成直流电，然后通过逆变器将直流电逆变成交流电，输出标准的稳定的纯净的正弦波电源，也即在一切都正常的情况下，负载得到的是由逆变器输出的高质量的正弦波电源。后备式UPS电源的定义是：当输入，负载及UPS本身都正常工作时，UPS仅仅是将市电做简单的升压，降压和滤波处理，然后直接输出给负

4、载使用，只有当输入电源不符合要求时，UPS才将电池的直流逆变成交流电，输出给负载使用。也即，在大部分时间，负载使用的是输入电源本身或经过简单处理的输入电源。互动式UPS电源的定义是：当市电电源在约150~264伏的范围内，它向用户提供经铁磁谐振稳压器或经变压器抽头调压处理的一般市电电源（这就意味着：来自一般市电电网的频率波动，由“谐波污染”而形成的高波形畸变度及从电网串入的干扰等所困扰的低质量电源就是用户所实际使用的交流电源）对于这种UPS来说，仅仅当市电电源电压低于150伏或高于264伏左右时，它才有可能向用户提供真正的“UPS逆变器高质量的正弦波”电源。Ups的输出功率从50

5、0VA～3000KVA不等。UPS电源按其工作方式可分为后备式UPS和在线式UPS两大类；而按其输出波形又可分为方波输出UPS和正弦波输出UPS两种。后备式UPS电源的优点是：运行效率高、噪音低、价格相对便宜，主要适用于市电波动不大，对供电质量要求不高的场合。在线式UPS电源与后备式UPS电源相比，在线式UPS电源的供电质量明显优于后备式UPS电源，因为它可以实现对负载的稳频、稳压供电，且在由市电供电转换到蓄电池供电时，其转换时间为零。方波输出的UPS电源带负载能力差(负载量仅为额定负载的40～60％)，不能带电感性负载。如所带的负载过大，方波输出电压中包含的三次谐波成份将使流入

6、负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容。正弦波输出的UPS电源的输出电压波形畸变度与负载量之间的关系没有方波输出UPS电源那样明显，带负载能力相对较强，并能带微电感性负载。不管哪种类型的UPS电源，当它们处于逆变器供电状态时，除非迫不得已，一般不要满载或超载运行，否则会使UPS电源的故障率明显增多。一、概述不间断电源（UPS）在电力系统中的应用已越来越广，随着电力通讯、无人值守变电站、微机监控等电力自动化设备的普及和应用，电力系统对不间断电源提出了更高的要求。虽然发电厂均有两路进电，但这并不能保证能够毫无间断地给计算机等重要负载供电，要保证微机等信息设备的电源指标，

7、就必须采用不间断电源(UPS)。常规在线式不间断电源原理如图1所示：市电不间断输出整流器逆变器蓄电池组图1市电经过整流后一方面给蓄电池充电，同时又给逆变器供电，一旦市电断电，则自动由蓄电池向逆变器供电，从而保证了重要负载的不间断输出。我们称这种UPS为常规不间断UPS。在电力系统中，无论是发电厂还是变电站，绝大多数厂（站）均已配备有直流屏或蓄电池组。直流屏的直线母线电压为220VDC和110VDC两种，主要为合闸装置、继电保护、事故照明等提供备用直流。电力专用不间断电源，就是利用